ДВС курс шах. Двигатель модели 4Ч10,510

• Название: Двигатель модели 4Ч10,510
• Анкор: kursavoy
• Дата: 09.12.2021
• Размер: 0.65 Mb.
• Имя файла: ДВС курс шах.docx
• Тип: Курсовой проект; #297418
• страница: 4 из 4

Расчёт параметров двигателя.

Исходные данные.

№ п/п	Показатели	Обозначение	Единица измерения	данные
1	эффективная мощность дизеля, кВт;		кВт	780
2	тактность;			4
3	число цилиндров	i		4
4	частота вращения коленчатого вала	n	с-1;	1500
5	диаметр цилиндра	D	мм	140
6	ход поршня	S	мм	220
7	удельный эффективный расход топлива,	be	кг/(кВт· ч);	210
8	коэффициент продувки			1,25-1,65
9	механический КПД дизеля			0.75-0.88
10	отношение радиуса кривошипа к длине шатуна			0,21-0,30
11	коэффициент избытка воздуха для сгорания.			1,3-5

Наименование узла, подлежащего вычерчиванию в формате А1

Система охлаждения

Во всех вариантах задания принять:

состав, 1 кг, дизельного топлива в долях массы: углерод С = 0,87; водород Н = 0,126; кислород О = 0,004;

низшая теплота сгорания дизельного топлива Н_и = 42 500 кДж/кг;

коэффициент наполнения: = 0,85 - для четырехтактного дизеля, = 0,80 - для двухтактного дизеля;

доля тепла, потерянная в систему охлаждения дизеля,

= 0,14;

внутренний КПД турбины турбокомпрессора, = 0,75;

адиабатический КПД центробежного компрессора, приводимого от турбины или коленчатого вала, = 0,79;

механический КПД турбокомпрессора = 0,96;

температура воздуха перед впускными органами дизеля t_k = 60°С.


1. Определение основных показателей работы дизеля
Среднее эффективное давление р_е в МПа определяется из выражения эффективной мощности в кВт.
<=>
Где , , n, и — заданы (см. табл. 1);

V_h — рабочий объем одного цилиндра в м³:
Значения D и S подставляются в м.
Среднее индикаторное давление в МПа
=
Эффективный КПД
=
Индикаторный КПД
=
Удельный индикаторный расход топлива в кг/(кВтч)
или



2. Определение расходов топлива, воздуха

и отработавших газов
Часовой расход топлива дизелем в кг/ч
B=b_еN_е,=0.21*780=163.8
Количество топлива в кг, подаваемого в цилиндр за каждый цикл,




=

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:



где m_в=28,95 — молярная масса воздуха.

При сгорании 1 кг топлива с теоретически необходимым количеством воздуха L₀ в продуктах сгорания не содержится кислорода.

Коэффициентом избытка воздуха называют отношение действительного количества воздуха, расходуемого на сгорание 1 кг топлива, к теоретически необходимому.

Суммарный коэффициент избытка воздуха учитывает расход воздуха на сгорание топлива и продувку цилиндра
=1.5*1.6=2.4
Расход воздуха дизелем в кг/ч и кг/с




Количество отработавших газов в кг/ч и кг/с:



Количество продуктов сгорания М_О в кмоль/кг, образующихся при сжигании 1 кг топлива с теоретически необходимым количеством воздуха ,
=0,526268
Количество воздуха М₁ и отработавших газов М₂, расходуемых при сжигании 1 кг топлива, в кмоль/кг:
=2.4*0.494643=1.18714
=0.526268+(2.4-1)*0.494643=1.2187

Объемные доли продуктов сгорания и избыточного воздуха , в отработавших газах:


Молярная масса отработавших газов в кг/кмоль




Описание заданного узла.

Система охлаждения. Принципиальная схема открытой циркуляционной системы охлаждения дизелей НВД-21 показана на рис, 108. Она состоит из центробежного насоса 16, радиатора 8, с вентилятором 9, водяных рубашек 1 в блоке цилиндров и в головках цилиндров 2, системы трубопроводов 6 и 7, запорных вентилей 13 и 15, приборов контроля 4 и 5, жалюзи 10.

Циркуляция воды в системе охлаждения происходит под напором, создаваемым центробежным насосом 16, приводимым в движение от коленчатого вала дизеля. Охлажденную в радиаторе 8 воду насос нагнетает в рубашку 1 блока цилиндров. Омывая цилиндры, вода поднимается к верхней части блока и через переходную втулку 8 поступает в рубашки 2 головок цилиндров, где охлаждает своды камер сгорания и стенки вихревых камер. Для создания равномерного потока охлаждающей воды через все цилиндры между головками цилиндров и водяным коллектором устанавливают латунные пластины с отверстиями разного диаметра. На головке, ближней к насосу (четвертая),- с малым диаметром, у дальней (первой) - большого диаметра. Для контроля температуры воды, выходящей из двигателя, на водяном коллекторе 3 установлены термометр 5 и датчики 4 автоматической защиты дизеля.

В радиаторе 8 происходит охлаждение воды, нагретой в зарубашечном пространстве цилиндров и головок двигателя. Тепло от воды передается потоку атмосферного воздуха, прогоняемому через радиатор вентилятором 9. Жалюзи 10 предназначены для регулирования интенсивности охлаждения воды путем изменения количества воздуха, проходящего через радиатор. Радиатор и всю систему охлаждения заполняют водой с помощью ручного водоподкачивающего насоса 14 до необходимого уровня по мерному стеклу 11 радиатора или до перелива воды через контрольную трубку 12 радиатора. Из всей системы вода сливается через вентиль 15. Верхняя часть радиатора через контрольную трубку 12 сообщается с атмосферой. Температура охлаждающей воды в системе должна быть не выше 85-90 °C.

В системе охлаждения дизелей НВД-21 устанавливают центробежные водяные насосы. Охлаждающая вода поступает из радиатора в приёмный патрубок 3 - к центру рабочего колеса (крыльчатки) 28, имеющего криволинейные лопасти. Вращение рабочего колеса передается воде, поступившей в корпус насоса. Под действием центробежной силы вода отбрасывается к стенкам корпуса 1 и через патрубок 2, выполненный касательно к окружности корпуса, нагнетается в зарубашечное пространство


блока цилиндров дизеля под напором, обеспечивающим ее движение через всю систему. Стальной вал 14 монтируется в чугунном корпусе на двух шариковых подшипниках 4 и 6 с распорной втулкой 5. Крыльчатка 28 на валу фиксируется шпонкой 25 и корончатой гайкой 27. Для предохранения гайки от коррозии она закрывается латунным колпачком 26. Шестерня 8 закрепляется на коническом хвостовике вала со шпонкой 9 корончатой гайкой. Кроме того, на вал монтируется комплект деталей, обеспечивающих уплотнение водяной полости насоса и полости консистентной смазки подшипников 4 и 6. Сальник подшипника 6 состоит из стальной обоймы 13, в которую с помощью кольца 12 вмонтирована гофрированная диафрагма 7 с пробковым уплотнением 10. Сальник фиксируется замочным кольцом 11. Сальник 15 подшипника 4 аналогичен описанному и отличается лишь тем, что не имеет наружной обоймы.

Сальник водяной полости состоит из стальной штампованной тарелки 16, на которую опирается пружина 17, обладающая высокой жесткостью. Другим концом пружина опирается на штампованную чашу 18 диафрагмы 19. Заключенная в металлическую обойму диафрагма выполнена из многослойной листовой резины. Положение диафрагмы в корпусе фиксируется латунным замочным кольцом 21 с прокладкой 20. На стальную втулку диафрагмы надевается графитовое кольцо 22, которое притирается к стальной обойме 23, впрессованной в крыльчатку. При вращении вала насоса пружина постоянно прижимает графитовое кольцо к обойме крыльчатки, притертые поверхности которых обеспечивают надежную плотность. В корпусе насоса просверлено контрольное отверстие 31. Течь воды из контрольного отверстия указывает на неисправность сальника. При сливе воды из насоса пользуются спускным краном 30. Торцовый зазор между крыльчаткой, корпусом и крышкой насоса регулируется кольцом 24 и прокладкой 29.

Трубчато-пластинчатый радиатор состоит из плоскоовальных трубок 1 и припаянных к ним общих охлаждающих пластин 2. В трубах вода движется сверху вниз. Воздух проходит между трубками и пластинами.

Вывод

В данном курсовом проекте был рассмотрен дизельный двигатель внутреннего сгорания 6НВД-21, его описание, технические характеристики и был произведен расчет параметров двигателя. А также подробно рассмотрено описание и принцип работы системы охлаждения двигателя.

Дизели NVD представляют собой нереверсивные, четырёхтактные двигатели простого действия тронковой конструкции. Они имеют газотурбонагнетатель. Типовой ряд охватывает только шестицилиндровые двигатели.

Фундаментная рама служит служит поддерживающей конструкцией под двигатель и для установки в ней опоры для коленчатого вала. Она и блок цилиндров изготовлены из серого чугуна. Шпильки создают жёсткое соединение между обеими частями остова и воспринимают усилие от давления газов. Втулки цилиндров, вставленные в блок цилиндров, омываются не посредственно охлаждающей водой. Индивидуальные крышки цилиндров обеспечивают безукоризненное уплотнение камеры сгорания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Локомотивные энергетические установки: Учебник для вузов / А.И. Володина. ИПК «Желдориздат» 2002г 715с.

2. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания: Учебник для вузов/ А. Э. Симсон, А. 3. Хомич, А. А. Куриц и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1987. 536 с.

3. Володин А. И. Локомотивные двигатели внутреннего сгорания. М.: Транспорт, 1990.

4. Двигатели внутреннего сгорания/ Под ред. А. С. Орлина и М. Г. Круглова (в четырех томах). М.: Машиностроение, 1981 - 1984.

5. Двигатели внутреннего сгорания рефрижераторного подвижного состава. Кржимовский С.Ф.; Постернак В.А.

6. Дизели рефрижераторного подвижного состава. Постернак В.А Романов.